光合作用(高三专题复习)SJ

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,光合作用专题复习,光合作用（复习课）,一、 教学目标,知识与技能,(1),掌握光合作用的概念、总反应式、,实质、叶绿体中的色素及其功能。,(2),探究光合作用的发现过程，理解每个设计实验的巧妙之处。,(3),掌握光合作用的光反应、暗反应中的 物质变化及能量变化。,(4),归纳光反应和暗反应之间的联系。,二、 重点、难点分析,1,光合作用的发现过程涉及到许多经典实验，每个实验都设计的很巧妙，每个实验又都可改编成新情境下的设计实验，这对培养学生的思维能力及设计实验的能力很有帮助；,2,光反应、暗反应中的能量变化及物质变化过程很抽象、复杂，又是一个微观的动态过程，因此，这两部分内容既是本节的重点又是难点。教学中应尽可能的通过电化教学手段来体现光合作用的基本过程。,本节教材知识体系,光合作用,光合作用的,发现,过程,总反应式,光合作用的,过程,光合作用的,实质,光合作用的,意义,光合作用的,概念,场所,条件,物质变化,能量变化,叶绿体中的,色素,场所：,条件,:,原料：,产物：,二氧化碳、水,有机物、氧气,叶 绿 体,光 能,一、光合作用的概念,绿色植物通过,叶绿体,，利用,光能,，将,二氧化碳,和,水,合成贮存能量的,有机物,，同时释放出,氧气,的过程。,考点整合,蓝绿,黄绿,蓝紫光和红光,蓝紫光,光能,二氧化碳,能量,绿叶,淀粉,同位素标记法,光合作用释放的氧气来自水,色素,ATP,中的化学能,类囊体薄膜,有机物,要点探究,探究点一绿叶中色素的提取和分离,1.,实验原理：,(1),绿叶中的各种色素能溶解在有机溶剂,(,无水乙醇或丙酮,),中。,(2),绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同；溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之，则扩散得慢。因而不同的色素可以在滤纸上扩散开来，各种色素分子在滤纸上可形成不同的色素带。,2.,实验过程及常见命题点：,(1),在研磨绿叶过程中加入二氧化硅，是为了研磨充分，否则，叶绿体中的色素就不可能被充分提取出来。,(2),叶绿体内的液体是偏碱性的，在研磨过程中破坏了细胞的结构，细胞液中的有机酸释放出来，很容易破坏叶绿素分子。为了防止破坏叶绿素分子，在研磨过程中要加入碳酸钙。,(3),制备滤纸条时，要将滤纸条的一端剪去两角，这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果。,(4),纸层析：将滤纸条插入层析液时，一定不能让滤纸,条的滤液细线触及,(,或没入,),层析液，否则，滤液细线中的色素分子将溶解在层析液中，使实验失败。,3.,实验结果：,色素的种类和作用,(,见图,10,1),：,图,10,1,叶绿素,b,（黄绿色）,叶绿素,a,（蓝绿色）,胡萝卜素（橙黄色）,叶黄素（黄色）,叶绿体中色素,红橙光和蓝紫光,蓝紫光,叶绿体中的,色素,叶绿素,类胡萝卜素,走近高考,在植物实验室的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装（ ）。,A,、红光灯,B,、绿光灯,C,、白炽灯,D,、蓝光灯,B,C,【,解析,】,叶绿体中色素的提取和分离实验，证明了叶绿体色素的种类、颜色和在色素带的位置。,胡萝卜素：位于层析图谱的最上层，呈橙黄色；,叶黄素：位于层析图谱的中上层，呈黄色；,叶绿素,a,：位于层析图谱的中下层，呈蓝绿色；,叶绿素,b,：位于层析图谱的最下层，呈黄绿色。,【,点评,】,本实验正确的实验结果是，在滤纸条上,4,条呈平行线分布的色素带，自上而下依次为橙黄色的胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素,a,、黄绿色的叶绿素,b,。如果你的实验结果看不清楚,4,条色素带，可能是实验材料选择,时，没有选新鲜、浓绿的叶片，这样导致色素种类不全或含量不够；也可能是在提取时研磨不充分、迅速，导致研磨过程中色素提取到的比较少；还可能是在做色素分离时，层析液触及了滤液细线，色素溶解于层析液中使色素含量减少。如果你看到的是,4,条不整齐的色素带，可能是在画滤液细线时，细线没有做到细齐直，使色素带彼此重叠；也有可能是滤纸条一端的两角剪的过程中不对称造成的等等。下面变式考查完成此实验成败的有关问题。,【,答案,】,B,【,解析,】,选用新鲜绿叶作材料，色素含量高；画滤液细线要细、齐、直，且干后重画有利于色素带整齐，分离效果好；色素易溶于有机溶剂，故不能触及滤液细线。,1771,年，英，,普里斯特利,的实验,1864,年，德，,萨克斯,的实验,1880,年，美，,恩格尔曼,的实验,20,世纪,30,年代，美，,鲁宾,和,卡门,的实验,二 光合作用的发现,（一）,1771,年，普里斯特利,(,英,),的实验,已知材料：绿色植物,环境因素：光照,实验现象：,夕照下丁香旁的,蜡烛依然燃烧，,小老鼠也依然存活,结论：绿色植物可以更新空气,1,、蜡烛燃烧、小白鼠呼吸需要什么气体？它们分别产生什么气体,?,？,2,、这个实验说明什么问题？,1864,年：德国科学家萨克斯把绿叶,暗处理,几小时，然后把这个叶片,一半遮光,，,另一半曝光,；一段时间后用,碘蒸气,处理叶片，发现,只有曝光的一半呈现深蓝色,。,（二）萨克斯实验,1,、为什么先对植物进行暗处理？,2,、为什么让叶片一 半遮光、一半照光？,3,、为什么要用酒精脱色？,4,、为什么用碘蒸汽处理叶片？,结论：绿色植物在,光,下产生了,淀粉,。,1880,年：美国科学家恩格尔曼用水绵进行有关实验，发现,好氧菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位,。,（三）,1880,年，美，恩格尔曼的实验,1,、为什么选水绵作实验材料？,5,、本实验巧妙之处？,4,、为什么先用极细光束照射，而后让水绵完全曝光？,3,、为什么要把临时装片放在没有空气的黑暗环境？,2,、好氧细菌在这个实验中起什么作用？,？,结论：光合作用放出氧气；光合作用的场所是叶绿体,。,下图表示德国科学家恩吉尔曼用水绵进行光合作用的实验示意图。请据图回答：,(1),恩吉尔曼选择水绵作为研究光合作用材料的优点是（,叶绿体螺旋带状，便于观察,）,，好氧细菌的作用是（,指示氧气释放的部位,）。,(2),将水绵和好氧细菌制成临时装片，为排除外界环境的干扰，必需放在（,黑暗、无光照,）的环境里。,(3),用极细的光束照射水绵，通过显微镜观察发现到的现象是（,好氧细菌聚集在光束照射到的部位,）。,(4),如果临时装片完全暴露在光下，好氧细菌的分布特征是（,均匀分布在叶绿体周围,）。,(5),恩吉尔曼的实验可以证明：,(,叶绿体是光合作用的部位，氧气是由叶绿体释放的，光合作用需要光,),。,20,世纪,30,年代：美国科学家鲁宾和卡门用氧的同位素,18O,分别标记参与光合作用的水和二氧化碳，,（四）,20,世纪,30,年代，,(,美,),鲁宾和卡门的实验,结论：光合作用放出的氧全部来自于水。,探究点二,光合作用过程的发现,C,B,D,曝光处的淀粉可运输到遮光处,在碘液处理之前，将叶片放入盛有酒精的小烧杯中，水浴加热，使叶片内的色素溶解于酒精中，再用清水漂洗叶片,光合作用需要光照,A,叶绿体,中的色素,分子,光能,C,5,2C,3,ADP+Pi,ATP,H,2,O,O,2,H,多种酶参,加催化,酶,(CH,2,O)+H,2,O,CO,2,吸收,光解,能,固定,还原,酶,光反应阶段,暗反应阶段,光合作用的过程,光合作用怎样进行？,表： 光合作用的过程,光反应,暗反应,叶绿体,囊状结构薄膜,上,叶绿体,基质,中,光,、,色素、酶、,酶、,ATP,、,NADPH,H,2,O e + H,+,+O,2,酶,ADP+P,i,+,能量,ATP,酶,NADP,+ H,+,+,能量,NADPH,酶,CO,2,+C,5,2C,3,酶,光能,转变为,ATP,、,NADPH,中的化学能,ATP,、,NADPH,中的化学能转变为贮存在有机物中的,化学能,O,2,、,ATP,、,NADPH,（,CH,2,O,）、,ADP,、,P,i,、,NADP,、,C,5,ATP,NADPH,ADP,、,P,i,NADP,无机物,有机物,光,化学,有机物,NADPH,2 C,3,C,5,+,（,CH,2,O,）,ATP,ADP+P,i,NADP,酶,H,2,O,、,ADP,、,P,i、,NADP,CO,2,、,C,5,、,ATP,、,NADPH,ADP+P,i,这和暗反应阶段的其他反应一样都是生物化学反应，需要酶的参与。所以选项,A,是错误的。选项,C,是三碳化合物还原，教材中也已指出，,“,三碳化合物在,ATP,和酶的作用下，接受光反应时水进行分解所产生的氢，被氢还原,”,，因此选项,C,也是错误的。,ATP,由,ADP,加,Pi,合成，这个过程有酶参与，在光合作用的图解中已明确标明，所以选项,D,也不是正确项。在上述三者被排除之后，根据物理、化学中有关物质吸收光能的知识，可以肯定选项,B,是正确项。叶绿素吸收光能是光物理和光化学过程，不需要酶的参与。,在光合作用中，不需要酶参与的过程是,( ),A CO,2,的固定,B,叶绿素吸收光能,C,三碳化合物的还原,D,ATP,的形成,B,步步为营,1,、光合作用在晚上能进行吗？,2,、,对某植株做如下处理：（甲）持续光照10分钟（乙）先光照5秒后再黑暗处理5秒，连续交替进行20分钟。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下，植物光合作用所释放的O2和合成的有机物总量符合（,）,A. O2释放量甲乙，有机物合成量甲=乙,B. O2释放量甲乙，有机物合成量甲=乙,C. O2释放量甲乙，有机物合成量甲乙,D. O2释放量甲乙，有机物合成量甲乙,D,解析：,由于二者光照时间相同，光解水的量相同，所以产生的氧气也相同。,由于暗反应在无光的情况下也能进行，所以先光照5秒后再黑暗处理5秒，连续交替进行20分钟，虽然光反应只进行了10分钟，但暗反应的时间会延长，所以合成的有机物总量较多。,2.,叶绿体处于不同的条件下，,C,3,、,C,5,、,H,、,ATP,以及,(CH,2,O),合成量的动态变化,光照与,CO,2,浓度变化对植物细胞内,C,3,、,C,5,、,NADPH,、,ATP,、,C,6,H,12,O,6,合成量的影响,由于各种因素的变化，如温度变化、光强变化、,CO,2,浓度的变化会影响,C,3,、,C,5,、,NADPH,、,ATP,、,C,6,H,12,O,6,这些物质的含量，遵照化学平衡的原理进行分析，可以获得它们之间变化的关系如下表：,2,在正常条件下进行光合作用的某植物当突然改变某条件后，即可发现其叶肉细胞内五碳化合物的含量突然上升，则改变的条件可能是 （ ）,A,停止光照,B,停止光照并降低,CO,2,的浓度,C,升高,CO,2,的浓度,D,降低,CO,2,的浓度,1,将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处，则细胞内,三碳化合物与葡萄糖生成量的变化是 （ ）,A C,3,突然增加，,C,6,H,12,O,6,减少,B C,3,与,C,6,H,12,O,6,都减少,C C,3,与,C,6,H,12,O,6,都增加,D C,3,突然减少，,C,6,H,12,O,6,增加,A,D,3,上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对,CO,2,的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：,1,、图中,DE,段,CO,2,吸收量逐渐减少是因为,，以至光反应产生的,和,逐渐减少，从而影响了暗反应,强度，使,化合物数量减少，影响了,CO,2,固定。,2,、图中曲线中间,C,处光合作用强度暂时降低，可能是,（ ）,A,、光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体效果,B,、温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较多的有机物,C,、温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了,CO,2,原料的供应,一天光合速率变化,B,E,D,C,A,光照强度逐步减弱,ATP,NADPH,还原作用,五碳,C,D,、光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合作用的进行,C,5,深,光照强度、空气中,CO,2,含量,ATP,、,NADPH(H),氮,蛋白质 核酸,温度,【,解析,】,(1),曲线,a,全天不盖膜，春末明朗白天由于蒸腾作用强烈，植物为了保护自身，气孔关闭，致使,11,时后净光合作用强度有所下降，因此,13,时与,11,时相比由于,CO,2,供应不足，,C,5,积累相对含量较高。由于,11,时后植物的净光合作用强度依然表现为正值，所以,13,时积累的淀粉会比,11,时多，因此显色较深。,(2),曲线,a,由于不盖膜，所以在特定的时间内光合作用强度比,b(,全天盖膜,),高，其主要因素当然是光照强度和,CO,2,浓度,(,不盖膜，,CO,2,被植物吸收之后叶片间隙中的,CO,2,可以很快从空气中得到补充，而盖膜后，大棚内,CO,2,得不到及,时补充,),。曲线,c,全天盖膜又补光，所以加强了光反应，使叶绿体产生更多的,H,和,ATP,。用豆科植物作绿肥，由于豆科植物内有固氮菌固氮，所以豆科植物可以为土壤增加,N,元素，,N,元素主要用于植物合成核酸和蛋白质等生物大分子。,(3)6,9,时和,16,18,时，曲线,b,高于曲线,a,，主要原因只能是温度，因为这些时段曲线,b,比曲线,a,光照强度还要弱，,CO,2,相对较少,(,被利用了一天，外界补充极慢,),，所以通过排除可确定温度，毕竟大棚与外界相对隔绝，所以早晚棚内温度比棚外温度高。,D,【,解析,】,本题考查光合作用的反应场所和光合产物。叶绿体是光合作用的场所，光反应是在叶绿体的基粒上或类囊体的薄膜上进行，光反应的产物是,H,、氧气和,ATP,；暗反应是在叶绿体的基质中进行的，暗反应的产物是有机物。,1,影响光合作用的因素有：,(1),光（光强、光周期、光质）：光照强弱直接影响光反应；,(2),温度：温度高低会影响酶的活性；,(3)C0,2,浓度：,C0,2,是光合作用的原料，直接影响暗反应。；,(4),水分：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，特别地，水分还影响气孔的开闭，间接影响,C0,2,进入植物体；,(5),矿质元素：矿质元素是光合作用产物进一步合成许多有机物所必需的物质如叶绿素、酶等。,光照、,C0,2,浓度、温度与光合速率基本关系见下图：,B,：光补偿点,D,：光饱和点,一、光合速率解析,总,(,真,),光合速率,呼吸速率,净光合速率,呼吸速率,净光合速率,A,B,光照强度,0,吸收,CO2,C,D,总,(,真,),光合速率,1,、光,光照强度,光质（光的波长）,（一）单因子影响因素：,光照强度,CO,2,吸,收,CO,2,释,放,光补偿点,B,光饱和点,A,C,D,坐标曲线分析,:,一看标、二明点、三析线,阴生植物的光补偿点、光饱和点都比阳生植物低,措施：,阳生植物应种植在阳光充裕的地方，阴生植物应种植在,荫蔽,的地方；光强必须达到,一定值,。,有关点移动问题,（,1,）阴生、阳生植物,（,2,）温度变化,左图是在光合作用的最适温度下测量所得，若温度上升,5,A,点向,B,点向,。,（,3,）,CO,2,浓度变化,CO,2,浓度增大，,B,点,C,点,D,点,。,CO,2,浓度减小，,B,点,C,点,D,点,。,（,4,）缺,Mg,时，,B,点向,。,C,点,D,点,。,左移,下移,右移,B,A,C,D,CO,2,吸收,CO,2,释放,光照强度,左移,右移,右移,右移,左移,(2008,唐山期末,),已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为,25,和,30,，有图表示的是,30,时光合作用与光照强度的关系。若温度下降到,25 ,（原光照强度和,CO2,浓度不变），理论上图中相应点,a,、,b,、,c,三点移动分别为（ ）,b,a,CO,2,吸收,CO,2,释放,光照强度,c,A.,下移、右移、下移,B.,下移、左移、下移,C.,上移、左移、上移,D.,上移、右移、上移,C,分析曲线的限制因素问题,D,2.CO,2,浓度与光合速率的关系,CO,2,浓度,CO,2,浓度,净光合速率,光合速率,A,A,B,B,图,1,图,2,曲线分析,:,图,1,纵轴表示净光和速率，横轴表示环境中,CO,2,浓度，图,2,纵轴表示实际光合速率，横轴表示,叶绿体周围,CO,2,浓度,(,包括周围环境进入的和细胞呼吸产生的,CO,2,),两图都表示在一定范围内光合速率随,CO,2,浓度,增加而增加，但当,CO,2,达到一定浓度之后，光合速率不再增加,图,1,中,A,点表示光合速率等于细胞呼吸速率,时,CO,2,浓度,（注意与图,2A,，,点的区别）,图,1,和图,2,中的,B,和,B,点都表示,CO,2,饱和点,重要图形,（易错点）,0,6,12,18,24,时间,CO2,浓度,a,b,c,d,e,f,g,h,bc,段产生的原因：,d,点含义：,ef,段产生的原因：,g,点含义,:,a,、,h,点差异的原因：,有关点移动问题,D,3.,温度与光合速率的关系,光合速率,T,温度主要是通过影响与光合作用相关的酶的活性影响光合速率,应用：适时播种、温室栽培昼夜温度调节，冬天温室栽培可适当提高温度,;,夏天温室栽培可适当降低温度。适当增大昼夜温差，以提高作物产量。,B,A,C,a.,曲线含义,b.,关键点含义,A,、,B,、,C,三点,4.,矿质元素与光合速率的关系,N,、,P,、,K,、,Fe,、,Mg,等,光合速率,在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高光合速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过大而导致植物光合速率下降,N,：,光合酶及,NADP,+,和,ATP,的重要组分,P,：,NADP,+,和,ATP,的重要组分；维持叶,绿体正常结构和功能,K,：,促进光合产物向贮藏器官运输,Mg,：,叶绿素的重要组分,不足：,光合作用不能顺利进行,过量：,危害农作物正常生长发育,(,烧苗,),（二）多因子影响因素：,光合速率,光照强度,30,20,10,Q,P,光合速率,T,高光强,中光强,低光强,P,Q,光合速率,光照强度,高,CO,2,浓度,Q,P,中,CO,2,浓度,低,CO,2,浓度,P,点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到,Q,点时，横坐标所表示的因子，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示的其他因子。,C,寒假快乐,